一種PCI板卡Xpc驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、種 PCI 板卡 Xpc 驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘 要為滿足某浮空器半實(shí)物物理仿真實(shí)驗(yàn) 的需求，編寫 Xpc 系統(tǒng)環(huán)境下的 PCI 板卡驅(qū)動(dòng)，以便 仿真系統(tǒng)可以通過 PCI 板卡順利的收發(fā)數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞半實(shí)物物理仿真xPC PCI驅(qū)動(dòng)程序中圖分類號(hào)： TP393.08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編 號(hào)： 1009-914X( 2016)01-0293-01引言xPC 是基于 RTW (Real-Time Workshop)的實(shí)時(shí) 仿真和開發(fā)平臺(tái)，可以將X86等計(jì)算機(jī)或PC兼容機(jī) 轉(zhuǎn)換為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其采用“雙機(jī)”模式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品 原型開發(fā)和系統(tǒng)的測試。宿主機(jī)運(yùn)行 simulink 完成仿 真系統(tǒng)模型開發(fā)

2、，通過網(wǎng)線將模型加載到目標(biāo)機(jī)上； 目標(biāo)機(jī)啟動(dòng)時(shí)加載實(shí)時(shí)內(nèi)核，該實(shí)時(shí)內(nèi)核保證仿真系 統(tǒng)高效的運(yùn)行 1，如圖 1 所示。一 .xPC驅(qū)動(dòng)模型xPC目標(biāo)機(jī)支持ISA總線和PCI總線的I/O設(shè)備， 飛艇仿真模塊采用PCI總線的ARINC429通訊卡。xPC 驅(qū)動(dòng)程序文件即為由 C 語言編寫函數(shù)組成的 S-fun ctio ns文件，主要由初始化模塊、執(zhí)行模塊和結(jié)束模塊組成，如圖 2 所示。初始化模塊包括由 mdlInitializeSizes 函數(shù)， mdlInitializeSampleTimes 函數(shù)和 mdlStart 函數(shù)組成， mdlInitializeSizes 函數(shù)和 mdlInitia

3、lizeSampleTimes 函 數(shù)主要負(fù)責(zé)輸入輸出參數(shù)初始化、狀態(tài)量初始化和系 統(tǒng)采樣時(shí)間的初始化，mdlStart函數(shù)負(fù)責(zé)I/O設(shè)備初始 化；執(zhí)行部分根據(jù)仿真模型，完成相應(yīng)的任務(wù)，執(zhí)行 部分功能集中在 mdlOutputs 函數(shù)，該函數(shù)在負(fù)責(zé) PCI 設(shè)備的讀寫操作； 結(jié)束模塊功能函數(shù)為 mdlTerminate， 在運(yùn)行結(jié)束后，負(fù)責(zé)釋放相關(guān)資源，使 I/O 設(shè)備安全 退出。二.X PC驅(qū)動(dòng)程序關(guān)鍵技術(shù)1. PCI 設(shè)備卡基地址xPC Target啟動(dòng)時(shí)，PCI總線驅(qū)動(dòng)被加載，BIOS 掃描掛接在 PCI 總線上的 I/O 設(shè)備，并為 PCI 設(shè)備分 配合理的 I/O 空間地址、物理地址

4、和中斷號(hào)等資源， 無需用戶在驅(qū)動(dòng)程序中為 PCI 設(shè)備申請相關(guān)的資源， 驅(qū)動(dòng)程序通過廠商標(biāo)識(shí)(Vendor_ID)和設(shè)備標(biāo)識(shí) (Device_ID)來獲取PCI設(shè)備的配置空間信息，代碼 如下：rl32eGetPCIInfo(Vendor_ID， Device_ID， &pciinfo )；pciinfo 是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量，結(jié)構(gòu)如下：unsigned long BaseAddress6；unsigned short AddressSpaceIndicator6； unsigned short InterruptLine；BIOS為每個(gè)PCI設(shè)備提供了 6個(gè)基址，其中有 部分基址是無效的，

5、通過 rl32eShowPCIInfo 函數(shù)確定 有效基址。 PCI 設(shè)備映射分為 I/O 映射和內(nèi)存映射， 驅(qū)動(dòng)程序可以通過 pciinfo 中的 AddressSpaceIndicator 屬性值來確定 PCI 映射類型。若 PCI 設(shè)備為內(nèi)存映射， AddressSpacelndicato屬性值 0;若 PCI 設(shè)備為 I/O 映 射 AddressSpacelndicator屬性值 1。ARINC 429 通訊 卡為內(nèi)存映射，Pciinfo結(jié)構(gòu)中的基址 BaseAddress必 需通過函數(shù) rl32eGetDevicePtr 轉(zhuǎn)化成虛擬地址， 然后 用 C 語言的指針訪問相應(yīng)的虛擬地址

6、，代碼如下：bar2Base = （char *）rl32eGetDevicePtr（char*） （pciinfo.BaseAddress2），4096， RT_PG_USERREADWRITE）;* （bar2Base）= 0x12;2. 編譯器優(yōu)化處理編譯器往往會(huì)優(yōu)化內(nèi)存，將內(nèi)存變量緩存到寄存 器。當(dāng)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行寫操作， volatile 關(guān)鍵詞提醒編譯 器它后面所定義的變量隨時(shí)都有可能改變，因此編譯 后的程序每次需要存儲(chǔ)或讀取這個(gè)變量的時(shí)候，都會(huì) 直接從變量地址中讀取數(shù)據(jù)。如果沒有 volatile 關(guān)鍵 字，則編譯器可能優(yōu)化讀取和存儲(chǔ)，可能暫時(shí)使用寄 存器中的值，如果這個(gè)變量有別的程

7、序更新了的話， 將出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象，該驅(qū)動(dòng)將寄存器地址值都用 volatile 關(guān)鍵詞進(jìn)行修飾， 以此避免寄存器內(nèi)值不能及 時(shí)更新的問題。typedef structvolatile uint32_T * txFifo_0 ； /pci429 發(fā)送通道fifovolatile uint16_T * bps_sel; /dei1016 波特率控制 volatile uint8_T * recEn ；/8 路接收使能Regs_429；3. 驅(qū)動(dòng)程序的初始化設(shè)備驅(qū)動(dòng)初始化主要包括發(fā)送端初始化和接收端 初始化兩部分，發(fā)送端初始化主要由發(fā)送 FIFO 端口 初始化和命令狀態(tài)寄存器初始化兩部分組成，接收端 初始化主要由接收 FIFO 端口初始化、命令狀態(tài)寄存 器初始化和中斷方式寄存器初始化三部分組成，如圖 3 所示?？偨Y(jié)驅(qū)動(dòng)程序通過接觸編譯器優(yōu)化，保證驅(qū)動(dòng)程序在 讀寫數(shù)據(jù)的一致性，確保驅(qū)動(dòng)程